实验八-OpenGL着色器编程-2

计算图形学实验报告upupVnuVnvnuNnN实验八OpenGL着色器编程2序号：姓名：学号：成绩指导教师：廖赟1.实验目的：基于OpenGL3.3以上版本，了解OpenGL可编程着色器，重点了解MVP矩阵的意义，构建及使用。2.实验环境：（1）运行win7/win8/win10操作系统的PC一台（2）每台PC机安装VC++开发环境3．实验步骤：1、基于实验7配置开发环境并编译运行tutorial03.cpp示例程序。2、通过键盘上下左右按键，改变观察摄像机的俯仰角及观察方向（注意：不改变观察位置）。3、动态构造MVP矩阵，并渲染三角形。4．实验分析，回答下列问题（1）简述MVP矩阵的作用。答：MVP矩阵实现了3D物体从建模到最终显示到屏幕上面的投影变换。MVP=P∙V∙M，其中M矩阵实现了模型坐标到世界坐标的变化，V矩阵实现了世界坐标到观察坐标的变化，P矩阵实现了观察坐标到投影坐标的变化。（2）简述MVP矩阵的构建方式。答：首先分别构建M矩阵、V矩阵和P矩阵，然后顺序右乘，即MVP=P∙V∙M构造M矩阵（模型的变换矩阵）：根据变换的需求将平移矩阵、缩放矩阵和旋转矩阵按变换顺序右乘得到模型坐标到世界坐标的变换矩阵。构造V矩阵（视界变换矩阵）：(1)确定照相机在世界坐标系中的位置P0、相机镜头对准的物体在世界坐标中的位置Pref、观察向上向量Vup。(2)以P0为观察坐标系的坐标原点，则观察坐标系：X轴正方向u：Y轴正方向v：Z轴正方向n:(3)通过平移，将观察坐标原点平移到世界坐标原点；再通过旋转，将观察坐标系的xv、yv、zv分别与世界坐标系的xw、yw、zw对齐。计算图形学实验报告构造P矩阵（投影变换矩阵）：P矩阵有正投影矩阵和透视投影矩阵两种形式，根据实际情况进行计算。（3）顶点着色器中“gl_Position”的含义是什么？答：gl_Position是一个浮点变量，用于输出顶点位置的裁剪坐标。该值在裁剪和视窗阶段用于执行相应的图元裁剪以及从裁剪坐标到屏幕坐标的顶点位置转换。顶点着色器中内置的变量gl_Position必须赋值,如果顶点着色器未写入gl_Position.则该值未定义.